Лента TH Новости Глобальные вызовы



Когда дефект дарит преимущество

∴ 480

Когда дефект присутствует в нормальной среде – это проблема. Или преимущество?

1272

Алюминий это доступный и легкий металл, но ему не хватает прочности. Внедряя ошибки/деффекты в кристаллическую структуру металла, исследователи из Университета Пердью разработали новые алюминиевые сплавы. Сплавы, что прочны, как нержавеющая сталь.

На микроскопическом уровне металлы состоят из атомов кристаллов в повторяющихся циклах слоев, уложенных друг на друга. «Ошибка укладки» возникает, когда слой отсутствует в шаблоне, а два слоя соединены «нанотрубками». Когда такие ошибки создают периодичность, такая структура называется фазой 9R.

Эти дефекты укладки могут фактически сделать материал более прочным. Именно поэтому исследователи Университета Пердью намеренно проектировали новый тип алюминия. Проблема в том, что металл способен самостоятельно бороться с дефектами.

Было показано, что такие границы крайне трудно внедрять в алюминий. Формирование фазы 9R в алюминии еще более затруднено из-за эффективной склонности к компенсации повреждений. Но мы усердно работали над внедрением нанотрубок и фазы 9R в наноразмерный алюминий, чтобы повысить прочность и пластичность и улучшить термическую стабильность.Хинхан Джан, автор двух исследований, описывающих новый материал.

Ученые вызвали 9R-фазу в материале с использованием двух разных методов. Один из них был «вызван шоком», созданный с помощью лазера для бомбардировки ультратонких листов алюминия частицами диоксида кремния.

Здесь, используя метод лазерного воздействия, мы открыли фазу 9R, вызванную деформацией, и шириной в несколько десятков нанометров.Сичуан Сюэ, ведущий автор исследования.

Во втором исследовании использовался процесс, называемый магнетронным распылением, для введения атомов железа в кристаллическую структуру алюминия. Этот алюминиево-железный сплав оказался наиболее прочным, из когда-либо сделанных. Ученые утверждают, что процесс может быть увеличен до промышленного масштаба, для возможных применений в качестве антикоррозионных покрытий для электронных устройств и транспортных средств.

Эти результаты показывают, как изготавливать алюминиевые сплавы, которые сопоставимы или даже превосходят такие металлы, как нержавеющая сталь. У нашего открытия есть коммерческое применение.Хинхан Джан, автор двух исследований, описывающих новый материал.

Филипп Дончев